人教版九年级全册第4节 焦耳定律同步训练题

这是一份人教版九年级全册第4节 焦耳定律同步训练题，共9页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

测试时间:20分钟
一、选择题
1.(2021江苏扬州江都期末)下列用电器中不属于电热器的是( )
A.电热水壶 B.电热毯 C.电风扇 D.电熨斗
2.(2021浙江温州瓯海二模)下列连接方法中,闭合开关后,在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是( )
3.(2021河北邢台二模)如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,下列说法不正确的是( )
A.该装置能够探究电流产生的热量与电流的关系
B.该装置利用了气体热胀冷缩的性质
C.通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
D.将左边容器中的电阻丝换成10 Ω的电阻丝后,可以探究电流产生的热量与电阻的关系
4.(2021山东临沂沂水期末)甲、乙两电热器通过的电流之比为1∶2,通电时间之比为3∶2,电阻之比为4∶3,则产生热量之比为( )
A.1∶2 B.2∶9 C.9∶2 D.2∶1
5.将规格都是“220 V 150 W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时间。以下说法正确的是 ( )
A.三个用电器均能将电能全部转化为内能
B.根据R= U2P可计算出三个用电器的电阻相等
C.三个用电器消耗的电能一样多
D.三个用电器产生的热量相等
6.(2021江苏江阴校级期中)把一个标有“10 V 3 W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作。该电路工作10 s定值电阻产生的热量是( )
A.6 J B.30 J C.36 J D.60 J
7.(2021重庆渝北期末)如图所示电路,电阻R1=10 Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.5 A,电流表A2的示数为0.2 A。下列说法正确的是( )
A.电源电压为3 V
B.电阻R1消耗的电功率为3 W
C.电阻R2的阻值为10 Ω
D.通电100 s电流通过电阻R2产生的热量为120 J
二、填空题
8.(2021山东临沂蒙阴期末)已知某导体的电阻值为10 Ω,通过它的电流为2 A,该导体通电1 min产生的热量为 J。
9.(2021山东临沂莒南模拟)近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度。遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,遮阳伞下边空气 ,伞面被向上吸。某品牌电动车电动机两端的电压恒为48 V,通过的电流是5 A,电动机的功率为 W。电动机线圈的电阻为0.5 Ω,2 min内线圈产生的热量为 J。
10.(2021湖南长沙二模)如图所示的电路中,电阻R1的阻值为8 Ω,当开关闭合后,电压表V1的示数为4 V,V2的示数为2 V,通过电阻R1的电流为 A,电路在1 min内产生的热量是
J。
11.(2021云南期末)下列现象或装置中:①电动机外壳上装散热片;②电视机后罩有许多小孔;③长期不用的电视机,隔段时间通电一次用来驱潮;④电暖手宝;⑤电脑机箱里装有小风扇。其中利用电流热效应的是 ,防止电热带来危害的是 。(填序号)
12.(2021河南三门峡二模)如图所示的电路,闭合开关S1,电流表的示数为0.3 A,再闭合开关S2,电流表的示数为0.5 A,此过程中电压表的示数始终为6 V,则滑动变阻器R2连入电路的阻值为 Ω,R2消耗的电功率为 W,通电1 min电阻R1产生的热量为 J。
三、实验探究题
13.如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察 的变化来反映电阻产生热量的多少,下列实验中,也运用了这种实验方法的是 (填序号)。
①探究物体的动能跟哪些因素有关 ②探究杠杆的平衡条件
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧U形管内液面高度差大于左侧U形管内液面高度差,如图甲所示,表明在电流和通电时间相同的情况下, 越大,产生的热量越多。
(3)图中U形管 (选填“是”或“不是”)连通器,乙图中R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的 不同。
(4)某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管内液面高度差始终相同,与其他小组的实验现象都不同,经检查装置气密性良好,请你分析实验现象不同的可能的原因: 。
四、计算题
14.(2021福建宁德模拟)如图所示,电灯L上标有“6 V 3 W”字样,定值电阻R1阻值为12 Ω,R2是电热丝,当S1断开,S2、S3闭合时,灯L正常发光(假设灯丝的电阻不随温度变化),电流表示数为0.8 A,求:
(1)灯L的电阻;
(2)通电10 s电热丝R2产生的热量;
(3)当S1闭合,S2、S3断开时,灯L消耗的实际功率。
第4节 焦耳定律
1.答案 C 电热水壶、电热毯、电熨斗工作时,将电能转化为内能,属于电热器;电风扇工作时主要将电能转化为机械能,不是电热器。故选C。
2.答案 C 串联电路总电阻大于任何一个分电阻,并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,根据电阻串联和并联的特点可知,四个图中电路的总电阻关系为:RC>RB>RA>RD,由题知,四个电路中电源电压相等,由Q=U2Rt可知,C图中电路的总电阻最大,相同时间内产生的总热量最少。故选C。
3.答案 D 装置中两个5 Ω的电阻并联后再与一个5 Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,通过右边两个电阻的总电流和通过左边电阻的电流相等,即I右=I左,两个5 Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,右边两电阻的阻值相等,则支路中电流相等,即I1=I2,所以通过右边容器中电阻的电流是通过左侧容器中电阻电流的一半,则该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流的关系,故A正确;两个透明容器中密封着等量的空气,空气具有热胀冷缩的性质,会改变U形管内液面的高度差,从而能判定产生热量的多少,故B正确;由Q=I2Rt可知,电阻和通电时间相同,电流越大,产生的热量越多,所以左侧容器中的电阻产生的热量多,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大,故C正确;将左边容器中的电阻丝换成10 Ω的电阻丝后,左右两容器中电阻不同,通过容器内两个电阻的电流不同,不能探究电流产生的热量与电阻的关系,故D错误。故选D。
4.答案 A 由题意可知,I甲∶I乙=1∶2,t甲∶t乙=3∶2,R甲∶R乙=4∶3,由Q=I2Rt可得,电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比:Q甲Q乙=I甲2R甲t甲I乙2R乙t乙=(I甲I乙)2×R甲R乙×t甲t乙=(12)2×43×32=12。故选A。
5.答案 C 电烙铁工作时,能将电能全部转化为内能;电风扇、电视机工作时,其消耗的电能不只是转化为内能,还会转化为机械能或光能和声能;虽然三个用电器的规格相同,但公式R=U2P只适用于纯电阻用电器,即利用该公式能计算电烙铁的电阻,不能计算电风扇和电视机的电阻,事实上它们的电阻也是不相同的,故A、B错误;三个用电器都在额定电压下工作,实际功率相同都是150 W,由W=Pt可知相同时间内三个用电器消耗的电能一样多,故C正确;电风扇工作时,将电能转化为内能和机械能;电视机工作时,将电能转化为内能、光能和声能;电烙铁工作时,将电能全部转化为内能,且相同时间内三个用电器消耗的电能相同,因此相同时间内,电烙铁产生的热量最多,故D错误。故选C。
6.答案 A 灯泡正常发光时两端的电压UL=10 V,功率PL=3 W,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI可得,灯泡正常发光时电路中的电流:IL=PLUL=3W10V=0.3 A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端的电压:UR=U-UL=12 V-10 V=2 V,该电路工作10 s定值电阻产生的热量:Q=W=URIt=2 V×0.3 A×10 s=6 J。故选A。
7.答案 A 因为两电阻并联,所以通过R1的电流I1=I-I2=0.5 A-0.2 A=0.3 A,电源电压U=U2=U1=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V,故A正确;电阻R1消耗的电功率P1=U1I1=3 V×0.3 A=0.9 W,故B错误;电阻R2的阻值R2=U2I2=3V0.2A=15 Ω,故C错误;通电100 s电流通过电阻R2产生的热量Q=I22R2t=(0.2 A)2×15 Ω×100 s=60 J,故D错误。故选A。
8.答案 2 400
解析 通电时间t=1 min=60 s,导体产生的热量:Q=I2Rt=(2 A)2×10 Ω×60 s=2 400 J。
9.答案 流速小,压强大 240 1 500
解析 当电动车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强小;伞下方空气流速小,压强大,产生一个向上的压强差,伞面就受到一个向上的压力差,使伞面被向上吸;
电动机的功率为:
P=UI=48 V×5 A=240 W;
电流通过线圈所产生的热量:
Q=I2Rt=(5 A)2×0.5 Ω×2×60 s=1 500 J。
10.答案 0.5 180
解析 由电路图可知,闭合开关,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压。由欧姆定律可得通过R1的电流:I1=U1R1=4V8Ω=0.5 A;
串联电路中各处的电流相等,则I=I1=0.5 A;串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压:U=U1+U2=4 V+2 V=6 V,电路在1 min内产生的热量Q=W=UIt=6 V×0.5 A×60 s=180 J。
11.答案 ③④ ①②⑤
解析 ①电动机外壳上装散热片是为了把电器元件产生的热量及时散失掉;
②电视机后罩有许多小孔可以用来散热;
③电视机长时间停用,隔一段时间应通电一次利用电热防止电视机受潮;
④电暖手宝将电能转化为内能,利用了电流热效应工作;
⑤过多的热量会影响计算机的正常工作,电脑机箱内有风扇,这是为了散热。
综上所述,利用电流热效应的是③④;防止电热带来危害的是①②⑤。
12.答案 20 1.8 72
解析 由图知,只闭合S1时,只有变阻器R2连入电路,电流表测电路中的电流;再闭合S2时,R1和R2并联,电流表测干路中电流,电压表测电源电压,所以电源电压U=6 V,只闭合S1时,电流表的示数为0.3 A,即通过R2的电流I2=0.3 A,由欧姆定律可得,滑动变阻器连入电路的阻值:R2=UI2=6V0.3A=20 Ω;
R2消耗的电功率:P2=UI2=6 V×0.3 A=1.8 W;
再闭合开关S2后,由并联电路的电流特点可得,通过R1的电流:I1=I-I2=0.5 A-0.3 A=0.2 A,通电1 min电阻R1产生的热量:Q=W=UI1t=6 V×0.2 A×60 s=72 J。
13.答案 (1)U形管内液面高度差 ① (2)电阻 (3)不是 电流 (4)电阻R3断路
解析 (1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,根据转换法,实验中通过观察U形管内液面高度差的变化来反映电阻产生热量的多少;
①探究物体的动能跟哪些因素有关时,物体动能的大小通过木块被推动的距离来反映,这用到了转换法,故①符合题意;
②探究杠杆的平衡条件时多次实验寻找普遍规律,没有采用转换法,故②不符合题意;
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧U形管内液面高度差大于左侧U形管内液面高度差,说明右侧电阻产生的热量多,故可以得出在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;
(3)由图知,U形管上端一侧没开口,所以不属于连通器;
图乙装置中,R1=R2=R3,其中R3与R2并联,再与R1串联,根据串并联电路的电流关系可知,通过R1与R2的电流是不同的,故目的是使通过R1和R2的电流不相等;
(4)某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管内液面高度差始终相同,且装置气密性良好,说明左右两侧容器内电阻产生的热量相同,因为通电时间相等,R1=R2,且R1和R2产生的热量相同,说明R3中没有电流,故可能是电阻R3断路了。
14.答案 (1)12 Ω (2)18 J (3)0.75 W
解析 (1)电灯L上标有“6 V 3 W”字样,灯L的电阻:RL=UL2PL=(6V)23W=12 Ω;
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,灯和R2并联接入电路,灯L正常发光,并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压,所以电源电压:U=UL=6 V,
通过灯泡的电流:IL=PLUL=3W6V=0.5 A,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流:I2=I-IL=0.8 A-0.5 A=0.3 A,
通电10 s电热丝R2产生的热量:Q=W=UI2t=6 V×0.3 A×10 s=18 J;
(3)当S1闭合,S2、S3断开时,灯和R1串联接入电路,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻:R=RL+R1=12 Ω+12 Ω=24 Ω,
此时通过电路的电流:I'=UR=6V24Ω=0.25 A,
灯L消耗的实际功率:PL'=I'2RL=(0.25 A)2×12 Ω=0.75 W。